Презентація до інтегрованого уроку "Молекулярний борщ"

Інтегрований урок«Молекулярний борщ»Підготували: Викладач фізики і астрономії: Ковтонюк О. С. Викладач спецпредметів: Мільчевська Ю. О.

Розпочати наш урок я хочу віршем Віталія Криницького:…Із страв славетних українських Є найсмачніша страва – борщ. В нім – міць сім’ї, країни гордість, Якщо той борщ – насправді борщ.

Сьогодні наш урок - непростий урок. Ми поєднаємо предмет «Технологія приготування їжі з основами товарознавства» та предмет «Фізика і астрономія» для того, щоб довести та показати практично,що фізика нам край необхідна для досконалого вивчення інших предметів і навпаки, не можна вивчити технологію приготування їжі не знаючи фізики. Це ми з вами і повинні довести сьогодні на уроці. Сьогодні на уроці ми: Спробуємо розгледіти в борщі весь великий та цікавий розділ фізики «Молекулярна фізика й термодинаміка»2. Дізнаєтеся, що ж таке «Молекулярна кухня»?3. Навчитеся технології приготування борщу та як цей процес пов’язаний з фізикою4. Розглянемо цікаву фізичну задачу про борщ. Отже, тема нашого уроку: «Молекулярний борщ».

Почнемо наш урок з невеликого опитування. Пригадаємо необхідні нам фізичні поняття, які нам потрібні для приготування борщу

Що ж таке «Молекулярна кухня»?Молекулярною кухнею називають модну тенденцію в кулінарії, що позначає різні страви з незвичайними властивостями і комбінаціями компонентів. Молекулярна кухня— наукова дисципліна, пов'язана з вивченням фізико-хімічних процесів, які відбуваються під час приготування їжі. Термін «молекулярна гастрономія» ввели в 1992 році французький хімік Ерве Тис, який стверджує що тепер поживні речовини можуть бути вилучені з фруктів і овочів, що б створити нову систему харчування, яка буде дешева і цілюща. та англійський фізик Ніколас Курті, який здійснив переворот у філософії їжі, придумавши нову технологію обробки продуктів. Йому приписують вислів: «Біда нашої цивілізації в тому, що ми в змозі виміряти температуру атмосфери Венери, але не уявляємо, що діється всередині суфле на нашому столі»Так, спочатку нібито «несерйозна» ідея про молекулярну кухню, стала справжньою науковою і кулінарної дисципліною, яка дозволила по-новому відкрити світ смаку і відчуттів від їжі. Хочу доповнити, що в процесі впливу на продукт руйнуються молекулярні зв’язки речовини, а потім виникають нові. При цьому між різними продуктами можуть існувати несподівані молекулярні зв’язки, які використовуються у створені страви

Фізика приготування борщу. Готуємо борщ за рецептом:1кг яловичини500г картоплі300г свіжої капусти400г буряка200г моркви3ст.л. томатної пасти 1ч.л. оцту 6% 2-3 зубчики часнику2-3 лаврових листкисіль перець рослинна олія зелень за смаком М'ясо залити водою, варити 1 годину 30 хвилин

Які фізичні явища ми бачимо?1. Ми беремо два різних тіла: воду та м'ясо (Вода - рідину. Рідина — конденсований агрегатний стан речовини, проміжний між твердим та газоподібним. М'ясо - тверде тіло. Твердими називають такі тіла, які зберігають об’єм і форму навіть під час дії на них інших тіл (сил). Причиною такої стійкості є характер руху і взаємодії молекул: вони не можуть змінювати положення своєї рівноваги, здійснюючи малі коливання. Енергія і амплітуда коливань тим більша, чим вища температура тіла).

2. Змінюється температура цієї системи від кімнатної до температури кипіння.3. Для того, щоб вода випаровувалась повільніше під час варіння, потрібно зменшити вогонь (зменшується температура та швидкість руху молекул води, відповідно випаровування буде відбуватися повільно. Це означає, що швидкість руху молекул і температура пов’язані між собою. Чим більша швидкість руху молекул тіла, тим вища його температура).

Демонстрація фазового процесу кипіння води. Кипі́ння — швидке випаровування рідини, яке виникає при нагріванні рідини до точки кипіння. Кипіння можливе під час нагрівання рідини в умовах постійного тиску. Зниженням зовнішнього тиску при постійній температурі можна викликати перегрів рідини та її закипання. Процес пароутворення в рідині (перехід речовини з рідкого в газоподібний стан), з виникненням межі поділу фаз при утворенні та зростанні в рідкій фазі бульбашок насиченої пари, всередині яких відбувається випар рідини)

4. М'ясо змінює свій колір, масу та стає м’яким.(Відбувається процес дифузії. Дифузія – це процес проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої речовини. Якщо говорити простою мовою – це змішування. Під час цього змішування відбувається взаємне проникнення молекул речовин одна між одною. Дифузія відбувається в трьох середовищах: в газах,в рідинах,в твердих тілах. Дифузія в газах відбувається швидше за все, вона займає всього кілька секунд або хвилин. Дифузія в рідинах може займати від декількох хвилин до декількох годин. Дифузія в твердих тілах протікає з плином кількох років. Але ці процеси можна прискорювати за допомогою підвищення температури або при зовнішньому впливі. Саме дифузія в газах дозволяє нам чути аромат борщу)

Демонстрація процесу дифузії на прикладі з водою

5. Потім м'ясо нарізаємо невеличкими шматочками. Відбувається процес деформації (Деформація — це зміна форми або розмірів тіла. За величиною деформації можна судити про величину прикладеної сили м’яса та за допомогою ножа, ми долаємо сили притягання між молекулами м’яса) Шматочки м’яса додаємо в бульйон, де смак м’яса змішується зі смаком бульйону (відбувається дифузія). Цибулю дрібно покришити. Моркву натерти на середній терці . Капусту нашинкувати тонкою соломкою. Буряк нарізати також тонкою соломкою. Під час нарізання овочів змінюється їх форма, тобто овочі деформуються і долаються сили притягання між молекулами за допомогою ножа і тертки.

Буряк тушкувати на рослинній олії. При цьому буряк деформується, стає м’який. Буряк змішується з олією, а висока температура прискорює процес дифузії, а саме осмосу ( молекули олії проникають через пористі перегородки в буряк). Додати оцет і томатну пасту (якщо паста густа, додати трохи води), тушкувати 5-7 хвилин. У цих діях спостерігаємо явище дифузії та зміну агрегатного стану речовини. Густу пасту, за допомогою води, робимо рідкою. Аggregatum — з'єднане, сполучене — стан речовини за певних умов, насамперед, температури та тиску. Згідно з термодинамічними уявленнями речовина може перебувати в трьох агрегатних станах: газуватому, рідкому та твердому. Цю тему ви вивчали на уроці фізики у 8 класі).

На рослинній олії пасерувати цибулю, додати моркву і протушкувати. Використовуючи високу температуру, спостерігаємо явище дифузії, деформації овочів. Картоплю нарізати кубиками або брусочками, додати у бульйон та посолити. Цим ми змінюємо форму картоплі – спостерігаємо явище деформації твердого тіла. Коли кристали солі розчиняються у бульйоні (рідина була ненасиченою, а стала солоною). Розчинення солі є яскравим прикладом дифузії (молекули солі взаємодіють з молекулами бульйону і картоплі).

Коли бульйон закипить, додати капусту. Варити на невеликому вогні 5 хвилин. Капуста, під час варіння, стає м’якою (деформується), а також спостерігаємо процес кипіння та випаровування рідини. Температура кипіння рідини - це температура, при якій тиск її пари дорівнює зовнішньому тиску, що діє на рідину. Температура кипіння різна для різних рідин і залежить від прикладеного до них зовнішнього тиску. Наприклад, температура кипіння води при стандартному атмосферному тиску становить 100°C (212°F). Коли рідина нагрівається, її температура підвищується, і молекули всередині рідини починають рухатися все швидше і швидше. Коли температура рідини наближається до точки кипіння, енергії молекул стає достатньо для подолання сил, що утримують їх разом у рідкій фазі, і вони виходять у газову фазу. Цей перехід від рідини до газу відомий як кипіння. Під час кипіння рідина поглинає тепло з навколишнього середовища, яке називається теплотою випаровування. Ця теплова енергія потрібна для розриву міжмолекулярних зв’язків між молекулами в рідкій фазі та подолання атмосферного тиску, що діє на поверхню рідини. У результаті температура рідини залишається постійною під час кипіння, доки вся рідина не перетвориться на пару.

Додати буряк, варити ще 10 хвилин, щоб наситити бульйон своїм смаком. Спостерігаємо забарвлення бульйону у червоний колір (знову відбувається процес дифузії). Додати цибулю і моркву, лавровий лист, перець. Таким чином насичується колір борщу та покращуються смакові якості. Додати часник, видавлений через часникодавку.(Відбувається деформація часнику та дифузія). Борщ прибрати з вогню та настояти 20 хвилин, щоб страва стала насиченою смаковими якостями усіх інгредієнтів. Готовий борщ розлити по тарілках, додати сметану та зелень і смачного!

Висновок: Коли ми готуємо борщ, то на кожному кроці використовуємо явища та закони молекулярної фізики. А саме – явище дифузії, долаємо сили взаємодії між молекулами, деформуємо овочі, використовуємо температурний режим, спостерігаємо явище випаровування та кипіння…

Психро́метр (від дав. -гр. ψυχρός — холодний) або гігро́метр психрометри́чний — прилад для вимірювання температури та вологості повітря.φ (фі) - фізична величина, яка показує, наскільки водяна пара близька до насичення, і дорівнює поданому у відсотках відношенню абсолютної вологості до густини насиченої пари за даної температури

Розглянемо цікаву задачу про борщ Задача: Допустима вологість у приміщенні, де зберігається цибуля для борщу, не повинна перевищувати 70%. Чи виконується умова, якщо покази термометрів психрометра показують 18°С та 14°С?

Психрометрична таблиця{5 C22544 A-7 EE6-4342-B048-85 BDC9 FD1 C3 A}Показання сухого термометра, ºСРізниця показань сухого та вологого термометрів, ºС0123456789 Відносна вологість, %1011121314100100100100100888889899076777879806566686970545657596044464849513436384042242629313314172023254811141715161718191001001001001009090909191808181828271717273746162646465525455565844454748503637394143273032343520222426292021222324100100100100100919192929283838384847475767677666768696959606161625152545556444647484937394042433032343637252627282910010010010010092929293938485858586777878787970717172726364656566575859596050515253544445474849384041424330100938679736761555044 За психометричною таблицею по вертикалі знаходимо 180 С, таку яку термометр психометра показує найвищу температуру, а по горизонталі 𝛥t = 4 0 С, змінна температура, яку ми обчислили за умовою задачі, на перетині стовпця та рядка отримаємо відносну вологість повітря 𝝋= 64%. 

1. Які фізичні явища дозволяють нам чути аромат борщу? А. Магнітні явища. Б. Явища в природіВ. Явища дифузії в газах, випаровування, конвекція, кипіння2. У двох однакових тарілках налито жирний і нежирний борщ, в якій тарілці борщ охолоне швидше? А. Жирний борщ. Б. Нежирний борщ. В. В обох тарілках борщ охолоне однаково3. З Якими науками пов’язана «Молекулярна кухня»?А. Біологія, медицина. Б. Фізика, хімія. В. Математика, геологія

4. Коли закипає бульйон, який спостерігається процес?А. Ядерні реакціїБ. Кипіння й випаровування. В. Коливальний рух5. Який фізичний процес відбувається при нарізанні м’яса (твердого тіла)?А. Дифузія. Б. Випаровування. В. Деформація

Викладач пропонує здобувачам освіти закінчити речення:• На уроці я дізнався...• Я навчився…• Мені сподобалося…• В майбутньому мені це знадобиться…• Я знаю, що…

Домашнє завдання:1. Приготувати вдома смачний борщ для своєї родини. Пам’ятаймо, що Б атько О бідає Р одина. Щ аслива2. Підготувати доповідь «Які явища та властивості молекулярної фізики використовуються при приготуванні борщу?»3. Пройти веб квест на платформі Всеосвіта «Молекулярний борщ»

Урок закінчено Дякуємо за увагу!